媲美光电式编码器的高精度与高分辨率

通过半导体磁阻元件 (SMRE) 技术,大幅改善了传统磁式传感器的磁滞现象及信噪比等问题,实现了高精度、高分辨率的角度检测。

高分辨率编码器元件

传统磁编码器面临的课题

传统磁编码器通过磁传感器与永磁体的组合来检测旋转角度。磁传感器通常采用磁阻元件或霍尔元件等。

当安装在旋转部件上的永磁体随之转动时,磁传感器检测到的磁场方向也会发生变化。根据这一变化,即可确定电机轴的旋转位置和转速。详情请参阅“#05 磁编码器的工作原理和特点”。

采用这种结构时,设计上可能面临以下课题。

 

  • 角度精度:多数情况下,角度误差超出 ±0.1° 范围
  • 分辨率:通常在 17 bit 及以下

磁编码器的角度精度和分辨率在很大程度上取决于磁传感器本身的特性,例如磁滞和信噪比等。

以磁阻元件为例,磁滞会直接引起角度误差。而霍尔元件的磁场检测灵敏度相对较低,容易导致检测信号的信噪比下降。

受这些因素影响,传统的磁编码器难以实现媲美光电式编码器的高精度与高分辨率。

传统磁编码器面临的课题

采用 SMRE 的 AKM 磁编码器解决方案

采用 SMRE 的 AKM 磁编码器解决方案
  • 角度精度:达到 ±0.001° (±3 arcsec)
  • 分辨率:可达 25 bit
相对于基准编码器的角度误差 (补偿后)

要提高磁编码器的精度和分辨率,关键在于减小磁滞影响,并提高磁传感器的信噪比。

SMRE 采用无磁滞结构,因此不会产生由磁滞引起的角度误差。同时,与霍尔元件相比,SMRE 具有更高的磁场检测灵敏度,可获得更高信噪比的检测信号。

凭借这些特性,磁编码器也能实现媲美光电式编码器的高精度与高分辨率。

实现媲美光电式编码器的高精度与高分辨率

如上所述,AKM 通过在磁传感器中采用 SMRE 技术,改善了传统磁编码器面临的磁滞和信噪比问题,提供了可与光学式媲美的高精度、高分辨率解决方案。

此外,与光学式相比,即使在高速旋转区域也能实现稳定的角度检测;凭借磁式产品抗油、抗水、抗粉尘的特性,帮助简化防护设计。

详情请分别参阅“应对光电式编码器在高速旋转时的角度检测课题”和“降低编码器成本”页面。